プラズマ灰化

半導体製造において、プラズマ灰化はエッチングされたウェーハからフォトレジスト（感光性コーティング）を除去するプロセスである。プラズマ源を使用して、反応性種と呼ばれる単原子（単一原子）物質が生成される。最も一般的な反応性種は酸素またはフッ素である。使用される他のガスは、H2 の部分が 2% である N2/H2 である。反応性種はフォトレジストと結合して灰を形成し、真空ポンプで除去される。^[1]

通常、一原子酸素プラズマは、低圧の酸素ガス (O _{2 ) を}高出力の電波にさらしてイオン化することで生成されます。このプロセスは、プラズマを生成するために真空下で行われます。プラズマが形成されると、多くのフリーラジカルと酸素イオンが生成されます。これらのイオンは、プラズマとウェーハ表面の間に電界が形成されるため、ウェーハを損傷する可能性があります。新しい小型の回路は、表面に注入される可能性のあるこれらの荷電粒子の影響を受けやすくなっています。当初、プラズマはプロセスチャンバー内で生成されていましたが、イオンを除去する必要性が高まったため、多くのマシンでは現在、プラズマをリモートで生成し、目的の粒子をウェーハに導くダウンストリームプラズマ構成を使用しています。これにより、荷電粒子がウェーハ表面に到達する前に再結合する時間ができ、ウェーハ表面の損傷を防止できます。

プラズマ アッシングには、通常、2 つの形式があります。高温アッシング、またはストリッピングは、フォト レジストをできるだけ除去するために実行され、一方、「デスカム」プロセスは、トレンチ内の残留フォト レジストを除去するために使用されます。2 つのプロセスの主な違いは、アッシング チャンバー内でウェハがさらされる温度です。このフォトレジストが以前にインプラント ステップを経ており、フォトレジストに重金属が埋め込まれ、高温にさらされて酸化されにくくなった場合に、典型的な問題が発生します。

一原子酸素は電気的に中性であり、チャネリング中に再結合しますが、互いに引き合う正または負に帯電したフリーラジカルよりも遅い速度で再結合します。つまり、すべてのフリーラジカルが再結合した後も、処理に使用できる活性種がまだ一部残っています。活性種の大部分が再結合で失われるため、処理時間は長くなる可能性があります。ある程度、これらの長い処理時間は、反応領域の温度を上げることで軽減できます。これは、スペクトル光学トレースの観察にも貢献します。これらは、放出が減少し、プロセスが終了したときに通常予想されるものです。また、利用可能な反応物が消費されると、スペクトル線の照度が増加し、利用可能なイオン種を表す特定のスペクトル線が上昇することを意味します。

• プラズマエッチング